(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体分析装置（１０）であって、
流路（４８）を有するカートリッジ（１４，４１）を備え、前記流路（４８）の少なくとも一部は、前記カートリッジ（１４，４１）の上表面（４３）と下表面（４５）との間に設けられ且つ流路壁によって画定され、開口（４７）が前記カートリッジ（１４，４１）の外側から前記流路（４８）内に延び、前記流路（４８）は、前記開口（４７）の第１側部および第２側部の少なくとも一方に延び、
前記開口（４７）内に、または、前記開口（４７）を覆って配設され、かつ、流体が漏れないシールによって、前記カートリッジ（１４，４１）の少なくとも一部分に固定された隔壁（４２）と、
前記カートリッジ（１４，４１）を受け取る機器（１２）と、
前記機器（１２）に取り付けられた針（４０）とを備え、前記針（４０）は、前記流路（４８）の前記開口（４７）に嵌合し、かつ、前記隔壁（４２）に貫入するような大きさに作られ、
前記流体分析装置（１０）はさらに、前記機器（１２）の供給流路（４９，５５）の流体の特性を検出するための、前記針（４０）に沿うセンサ（５０）を有し、前記供給流路（４９，５５）は、前記針（４０）に流体連通し、
前記針（４０）が、前記流路（４８）の前記開口（４７）内にあり、かつ、前記隔壁（４２）を貫通しているときに、前記機器（１２）は、前記針（４０）内に流れを誘導するようになっており、前記カートリッジ（１４，４１）の前記流路（４８）内に前記流路（４８）における流体の分析を行うための流体の流れを誘導する、流体分析装置（１０）。
【請求項２】
前記針（４０）は、本体および先端（４６）、ならびに、同様に前記針（４０）の前記本体の少なくとも一部の周りに配設され、かつ、前記針（４０）の前記本体から横方向に離れて延びる停止機構（４４）を含み、前記停止機構（４４）は、また、前記針（４０）の前記先端（４６）から後退している、請求項１に記載の流体分析装置（１０）。
【請求項３】
方法であって、
カートリッジ（１４，４１）を機器（１２）内に挿入するステップを含み、前記カートリッジ（１４，４１）は、少なくとも一部が前記カートリッジ（１４，４１）の上表面（４３）と下表面（４６）との間に設けられる流路（４８）、および開口を有し、前記開口は、前記開口の第１側部および第２側部の少なくとも一方に延びる前記流路（４８）と前記カートリッジ（１４，４１）の外側表面との間に延び、前記カートリッジ（１４，４１）は、前記開口内に、または、前記開口を覆って配置された隔壁（４２）を有し、前記機器（１２）は、流体流を提供する針（４０）を含み、
前記方法はさらに、
前記カートリッジ（１４，４１）の前記流路（４８）に流体連通するように前記隔壁（４２）を通して前記針（４０）を挿入するステップと、
前記流路（４８）内の流体の分析を行うために、前記流路（４８）に流れを提供するステップと、を有し、前記カートリッジ（１４，４１）の前記流路（４８）に前記針（４０）を通して流れを提供することにより、前記流路（４８）内の流体の流れが生じ、
前記方法はさらに、前記機器（１２）の供給流路（４９，５５）内の流体の特性を前記針（４０）に沿うセンサ（５０）で検出するステップを有し、前記供給流路（４９，５５）は前記針（４０）と流体連通し、
前記方法はさらに、前記隔壁（４２）および前記カートリッジ（１４，４１）から前記針（４０）を引き抜くステップと、
前記カートリッジ（１４，４１）を廃棄するステップとを含む方法。
【請求項４】
カートリッジ（１４，４１）の流路（４８）内に流体の流れを提供する方法において、前記流路（４８）は前記カートリッジ（１４，４１）の圧力源入口に流体連通し、前記カートリッジ（１４，４１）の上表面（４３）と下表面（４５）との間で前記圧力源入口の第１側部および第２側部の少なくとも一方に延び、前記圧力源入口は隔壁（４２）を備え、
前記方法は、前記カートリッジ（１４，４１）を機器（１２）内に挿入するステップを含み、前記機器（１２）は針（４０）を含む圧力源出口を有し、
前記機器（１２）の前記針（４０）を前記カートリッジ（１４，４１）の前記隔壁（４２）に整列させるステップと、
前記カートリッジ（１４，４１）の前記隔壁（４２）を通して前記機器（１２）の前記針（４０）を挿入するステップと、
前記機器（１２）の前記針（４０）を介して前記カートリッジ（１４，４１）の前記圧力源入口の圧力を変更するステップであって、それにより、前記流路（４８）内の流体の分析を行うために、前記カートリッジ（１４，４１）の前記流路（４８）内に前記流体の流れを生成するステップと、
前記圧力源入口における圧力を変更するために、前記針（４０）に沿うセンサ（５０）で前記機器（１２）の供給流路（４９，５５）内の流体の特性を検出することにより、前記カートリッジ（１４，４１）の前記圧力源入口を通る流体の特性を決定するステップと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、流体分析装置に関し、より詳細には、機器−カートリッジインタフェースを有する流体分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学的および／または、生物学的分析は、生命科学研究、臨床診断、ならびに広い範囲の環境およびプロセスモニタリングについて重要である。ある場合には、分析装置を使用して、サンプル流体の化学的および／または生物学的分析が実施される、かつ／または、実施されるのが支援される。サンプル流体は、用途に応じて、液体または気体であってよい。
【０００３】
一部の分析装置は、取り外し可能で、ある場合には、使い捨てのカートリッジを受け取る機器を含む。こうした分析装置では、サンプル流体は、取り外し可能カートリッジに導入される、または、その他の方法で提供されることが多く、機器は、１つまたは複数のインタフェースを通して、取り外し可能カートリッジと相互作用して、所望の化学的および／または生物学的分析を実施する、かつ／または、制御するのに役立つ。インタフェースは、たとえば、用途に応じて、流体インタフェース、電気インタフェース、および／または、他のタイプのインタフェースを含んでもよい。インタフェースの完全性は、デバイス全体の機能にとって重要であることが多い。たとえば、流体インタフェースは、取り外し可能カートリッジと機器との間、および／または、その逆に１つまたは複数の流体（流体または気体流体）を運ぶことが多く、流体インタフェースが、実質的に漏れが無く信頼性があり、費用効果的であることが望ましいことが多い。
【０００４】
本発明の以下の要約は、本発明に固有の独創的な特徴の一部の理解を容易にするために提供され、完全な説明であることを意図されない。本発明の完全な理解は、明細書全体、特許請求の範囲、図面、および要約を全体として考えることによって得られる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、一般に、流体分析装置に関し、より詳細には、１つまたは複数の機器−カートリッジインタフェースを有する流体分析装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一部の実施形態では、流体分析装置は、機器と使い捨てカートリッジとの間に１つまたは複数の漏れの無いインタフェースを有するフローサイトメータおよび／または血液分析装置であってよいが、他の流体分析装置が使用されてもよい。
【０００７】
１つの例証的な実施形態では、流路壁によって画定される第１流路を有するカートリッジおよびカートリッジの外から第１流路へ延びる開口を含む流体分析装置が提供される。隔壁が、開口の上に、または、開口を覆って配設され、流体が漏れないシールによって、カートリッジの少なくとも一部分に固定される。カートリッジを受け取る機器も設けられる。第１針が、機器に取り付けられてもよい。第１針は、カートリッジの第１流路の開口に嵌合し、隔壁を貫入する大きさに作られてもよい。第１針が、第１流路の開口内に位置し、隔壁を貫通した状態で、機器は、第１針内に流れを誘導し、流れは、次に、カートリッジの第１流路内に流れを誘導する可能性がある。ある場合には、機器は、第１針内に誘導された流れを検知するセンサなどを含んでもよい。第１針内に誘導される流れは、カートリッジの第１流路内で誘導される流れに関連してもよい。
【０００８】
隔壁は、第１針が、隔壁に貫入し、隔壁を通って延びるときに、第１針の周りに比較的流体が漏れないシールを提供するようになっていてもよい。別法として、または、付加的に、隔壁は、隔壁から第１針を引き抜いた後に、開口を再シールするようになっていてもよい。
【０００９】
ある場合には、第１針は、本体、先端、および停止機構を含んでもよい。停止機構は、第１針の本体の少なくとも一部の周りに配設され、第１針の先端からある距離だけ後方にオフセットされてもよい。停止機構は、第１針の先端が、隔壁に貫入するが、第１針の先端がカートリッジの第１流路の後ろ側に係合することを防止することを可能にする距離だけ、オフセットしてもよい。
【００１０】
一部の実施形態では、カートリッジは、第２流路を含み、機器は、カートリッジの第２流路と機器との間に流体を流す第２針を含む。ある場合には、第２針は、機器の流体経路を介して第１針に流体連通する。機器は、所望である場合、機器の流体経路内の流体流量を検知する流量センサを含んでもよい。他の場合には、第２針は、カートリッジに独立に制御された圧力を提供してもよい。一部の実施形態では、カートリッジは、第１および／または第２針を含んでもよく、機器は、所望である場合、１つまたは複数の対応する隔壁を含んでもよい。
【００１１】
別の例証的な実施形態では、流路壁によって画定される流路を有するカートリッジおよびカートリッジの外から流路へ延びる開口を含む流体分析装置が提供される。弾性および／または柔軟性膜は、開口内にまたは、開口を覆って配設され、流体が漏れないシールによってカートリッジの少なくとも一部分に固定されてもよい。流体分析装置は、さらに、カートリッジを受け取る機器を含んでもよい。機器は、カートリッジが機器によって受け取られたときに、カートリッジの弾性および／または柔軟性膜と位置合わせ状態になるプランジャを有してもよい。機器は、さらに、カートリッジの弾性および／または柔軟性膜に係合するようにプランジャの少なくとも一端を移動させて、弾性および／または柔軟性膜を変形させ、それにより、カートリッジ上の流体チャンバの体積を変化させ、次に、カートリッジの流路内に流れを誘導させる。
【００１２】
プランジャは、任意のタイプのプランジャであってよい。たとえば、プランジャは、剛性端を含んでもよく、機器の移動機構は、プランジャの剛性端を弾性および／または柔軟性膜の方へ移動させて、弾性および／または柔軟性膜を変形させてもよい。あるいは、プランジャは、変形可能な弾性および／または柔軟性膜を含んでもよく、機器の移動機構は、プランジャ端の弾性および／または柔軟性膜の背後に圧力を生成して、プランジャ端の弾性および／または柔軟性膜をカートリッジの弾性および／または柔軟性膜の方へ変形させる圧力源を含んでもよい。それは、次に、カートリッジの弾性および／または柔軟性膜を変形させ、最終的に、カートリッジの流路内に流れを誘導する。
【００１３】
別の例証的な実施形態では、第１主表面および対向する第２主表面を有し、第１主表面と第２主表面との間に流路が配置されたカートリッジを含む流体分析装置が提供される。カートリッジは、さらに、第１主表面を通って、第１流路内に延びる開口を有してもよい。流体カートリッジは、さらに、カートリッジを受け取る機器を有してもよい。機器は、ノズルに少なくとも選択的に流体連通する圧力源を有してもよい。圧力源は、正または負の圧力を生成する任意のタイプの圧力源であってよい。ノズルは、カートリッジ内の開口を覆って配置され、カートリッジが機器によって受け取られると、カートリッジと実質的に流体が漏れないシールを形成する。機器は、圧力源の圧力を制御するので、ノズル／開口インタフェースを介してカートリッジの流路内で、所望の流れが誘導される。一部の実施形態では、カートリッジは、開口または流路内に一方向弁を含んでもよく、一方向弁は、カートリッジが機器から取り外されるときに、流体が、カートリッジから出ることを防止するのに役立つ可能性がある。
【００１４】
なお別の例証的な実施形態では、１つまたは複数のチャンバ壁によって画定されたチャンバを有するカートリッジを有する流体カートリッジが提供される。流体カートリッジは、さらに、カートリッジを受け取る機器を備えてもよい。機器は、チャンバ壁の１つまたは複数の少なくとも一部を変形させて、カートリッジ内に流れを誘導させる力をカートリッジに加える力機構を有してもよい。ある場合には、変形される１つまたは複数のチャンバ壁の少なくとも一部は、加えられた力の下で変形し、それにより、チャンバの体積を変え、カートリッジの流路内に流れを誘導する柔軟性膜を含む。他の場合には、変形される１つまたは複数のチャンバ壁の少なくとも一部は、加えられた力の下で圧壊し、それにより、カートリッジのチャンバの体積が変わる、比較的剛性がある壁である。力機構は、任意のタイプの力機構であってよい。たとえば、力機構は、カートリッジに沿って回転すると、チャンバ壁の１つまたは複数の少なくとも一部が、ローラによって変形して（圧縮されて）、カートリッジ内に流れを誘導させるローラを含んでもよい。
【００１５】
別の例証的な実施形態では、流路の下流に流体を搬送する流路を有する使い捨てカートリッジを含む流体カートリッジが提供され、流体は、１つまたは複数の検出可能な特性を有する。流体カートリッジは、また、使い捨てカートリッジを受け取る機器を含む。機器は、流体の１つまたは複数の検出可能な特性の少なくとも１つを検出するための、流路に沿う第１ロケーションに位置する第１検出器を有してもよい。機器は、第１検出器による流体の１つまたは複数の検出可能な特性の検出を使用して、カートリッジの流路内の流体の流量および／または流路内の流体の現在位置の尺度を決定してもよい。機器は、さらに、流体の１つまたは複数の検出可能な特性の少なくとも１つを検出するための、第１ロケーションの下流方向に間隔をあけて、流路に沿う第２ロケーションに配置された第２検出器を有してもよい。機器は、第１検出器と第２検出器による流体の１つまたは複数の検出可能な特性の検出を使用して、流路内の流体の流量および／または流路内の流体の現在位置の尺度を決定してもよい。検出される流体は、対象となるサンプル流体、対象となるサンプル流体を流路に沿って押し出すプッシャ流体、または、所望に応じて任意の他の流体であってよい。
【００１６】
以下の説明は、図面を参照して読まれるべきである。図面では、同じ参照数字は、いくつかの図を通して同じ要素を指す。詳細な説明および図面は、請求された発明を例証することを意図されるいくつかの実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】例証的な可搬型サイトメータの斜視図である。
【図２】機器／カートリッジインタフェース内に針を含む例証的な流体分析装置の略部分側断面図である。
【図３】流量センサが針と一列に並んだ状態の、図２の例証的な実施形態の略部分側断面図である。
【図４】機器／カートリッジインタフェース内に２つの（または３つ以上の）の針を含む別の例証的な分析装置の略図である。
【図５】別の例証的な機器／カートリッジインタフェースの略部分側断面図である。
【図６】なお別の例証的な機器／カートリッジインタフェースの略部分側断面図である。
【図７】別の例証的な機器／カートリッジインタフェースの略部分側断面図である。
【図８】カートリッジ上での流量を決定する例証的な実施形態の略部分側断面図である。
【図９】カートリッジ上での流量を決定する別の例証的な実施形態の略部分側断面図である。
【図１０】圧壊可能な流路を有するカートリッジおよび流路を制御可能に圧壊するローラを有する機器を含む例証的な流体分析装置の略部分側断面図である。
【図１１】圧壊可能な流路を有するカートリッジおよび流路を制御可能に圧壊するローラを有する機器を有する別の例証的な流体分析装置の略部分側断面図である。
【図１２】カートリッジの流路内に流れを誘導させる複数のギアを含むカートリッジの略平面図である。
【図１３】カートリッジの流路内の流体の流量および／または現在位置を決定する検出器を有する機器を含む例証的な流体分析装置の略図である。
【図１４Ａ】カートリッジの流路内の流体の流量および／または現在位置を決定する２つの（または、３つ以上の）検出器を有する機器を含む例証的な流体分析装置の略図である。
【図１４Ｂ】カートリッジの流路内の流体の流量および／または現在位置を決定する２つの（または、３つ以上の）検出器を有する機器を含む例証的な流体分析装置の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、一般に、流体分析装置に関し、より詳細には、１つまたは複数の流体機器−カートリッジインタフェースを有する流体分析装置に関する。一部の実施形態では、流体分析装置は、フローサイトメータ、血液分析装置、臨床化学分析装置（たとえば、グルコース分析装置、イオン分析装置、電解質分析装置、溶解ガス分析装置など）、尿分析装置、または、機器と使い捨てカートリッジとの間の１つまたは複数の漏れが無いインタフェースを有する任意の他の適切な分析装置であってよい。
【００１９】
図１は、例証的な可搬型サイトメータの斜視図である。例証的なサイトメータ１０は、機器１２、および、取り外し可能な、ある場合には、使い捨てのカートリッジ１４を含む。例証的な機器１２は、ベース１６、カバー１８、および、ベース１６をカバー１８に取り付けるヒンジ２０を含む。ベース１６は、関連する光学部品およびサイトメータの動作のための必要な電気部品と共に、光源２２ａおよび２２ｂを含んでもよい。カバー１２は、関連光学部品を有する光検出器２４ａおよび２４ｂを含んでもよい。
【００２０】
取り外し可能カートリッジ１４は、サンプル採取器ポート３２を介して、たとえば血液などのサンプル流体を受け取ってもよい。キャップ３８は、取り外し可能カートリッジ１４が使用されていないときに、サンプル採取器ポート３２を保護するのに使用されてもよい。取り外し可能カートリッジ１４は、血液希釈、赤血球溶解、およびコア形成のための流体力学的収束を実施してもよい。取り外し可能カートリッジ１４は、Ｍｉｃｒｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能な流体回路と同様に構築されてもよく、流体回路の一部は、流路がエッチングされた積層構造を使用して作製される。
【００２１】
使用中、カバー１８が開いた位置にあるときに、取り外し可能カートリッジ１４が、機器内に挿入される。取り外し可能カートリッジ１４は、ベース１６内の位置合わせピン２８ａおよび２８ｂを受け取る穴２６ａおよび２６ｂを含んでもよく、位置合わせピン２８ａおよび２８ｂは、異なる部分間のアライメントおよび結合を可能にするのに役立つ場合がある。取り外し可能カートリッジ１４は、また、光源２２ａおよび２２ｂのアレイと光検出器２４ａおよび２４ｂのアレイと整列した透明流れストリーム窓３０ａおよび３０ｂを含んでもよい。
【００２２】
試験を始動するために、カバー１８が、持ち上げられ、新しいカートリッジ１４が、ベース１６上に設置され、位置合わせされてもよい。サンプル流体は、サンプル採取器３２内に導入される。次いで、カバー１８が閉じられる。ある場合には、取り外し可能カートリッジ１４は、血液希釈、赤血球溶解、およびコア形成のための流体力学的収束を可能にする。ある場合には、機器１２は、白血球サイトメトリ測定を実施する。たとえば、光源２２ａおよび２２ｂ、光検出器２４ａおよび２４ｂ、ならびに、関連する制御および処理電子部品は、光散乱信号および／または蛍光信号に基づいて白血球の弁別および計数を実施してもよい。ハウジング１２用のヒンジ付構造を使用するのではなく、所望に応じて、摺動式カートリッジスロットまたは任意の他の適切な構造が使用されてもよいことが考えられる。
【００２３】
こうした分析を実施するために、サンプル流体（たとえば、血液サンプル）は、カートリッジ１４の１つまたは複数の流路を通して押し込まれる（または、引き出される）必要がある場合がある。試薬および／または他の流体はまた、１つまたは複数の流路を通して押し込まれる（または、引き出される）必要がある場合がある。ある場合には、機器１２は、１つまたは複数の機器／カートリッジインタフェースを通してカートリッジ内に必要な流れを生成するのを支援してもよい。別法として、または、付加的に、機器１２を使用して、カートリッジ上の流れが監視され、かつ／または、制御されてもよい。
【００２４】
図２は、機器／カートリッジインタフェース内に針を含む例証的な流体分析装置の略部分側断面図である。例証的な実施形態では、カートリッジ４１は、流路壁によって画定された流路４８を有するものとして示される。流路４８は、カートリッジ４１の上部主表面４３と下部主表面４５との間に設けられる。ある場合には、流路４８は、カートリッジ４１内の長く薄い流路であってよい。しかし、流路４８は、所望に応じて、任意の適切なサイズまたは形状をとってもよいことが考えられる。例証的な実施形態では、流路４８と上部主表面４３との間に、開口４７が設けられる。
【００２５】
隔壁４２は、開口４７内に、または、開口４７を覆って配設されて、流体が漏れないシールを形成する。ある場合には、隔壁４２はまた、図示するように、カートリッジ４１の上部主表面４３の全てまたは一部分にわたって延びるが、これは、必要とされない。隔壁４２は、流体が、流路４８内の開口４７を通り、カートリッジ４１から流れる出ることを防止するか、または、実質的に防止してもよい。
【００２６】
隔壁４２は、針４０などの対象物または任意の他の適切な対象物が、隔壁４２に貫入し、流路４８と流体連通することを可能にするようになっていてもよい。隔壁４２はまた、針４０の周りにシールを形成して、流体が、針４０の外と隔壁４２との間に流れることを防止する、または、実質的に防止してもよい。隔壁４２はまた、針４０が隔壁４２から取り外された後に、針４０によって生成される開口を再シールするようになっていてもよい。ある場合には、針４０が引き抜かれるにつれて、隔壁４は、針４０を拭って、針４０から残留流体を除去するのに役立ってもよい。隔壁４２は、たとえば、エラストマ（たとえば、ゴム）などのような弾性および／または柔軟性材料で作られてもよい。
【００２７】
例証的な実施形態では、針４０は、流体がその中を通り抜ける中空コアを有する細長い管状本体を有する。本体は、機器の一端に取り付けられてもよい。針４０の他端は、先端４６で終端し、先端４６は、隔壁４２を通してカートリッジ４１内に挿入するようになっていてもよい。例証的な実施形態では、先端は、隔壁４２を芯抜きすることなく、針が、隔壁４２により容易に貫入することを可能にするテーパ付の先の尖った先端を含む。しかし、任意の適切な針４０の先端が、所望に応じて使用されてもよいことが考えられる。
【００２８】
一部の実施形態では、針４０はまた、針４０の本体の周りに配設され、本体に対して固定された停止機構４４を有してもよい。停止機構４４は、本体から外側に横方向にある距離だけ延び、針４０の先端４６からオフセット距離だけオフセットしてもよい。停止機構４４は、一貫しかつ適切な深さまで針４０を挿入するのを支援してもよい。例証的な実施形態では、針４０は、隔壁４２に貫入し、針の先端４６が流路４８に流体連通し、停止機構４４が隔壁４２（またはカートリッジ４１）の上部表面に係合するまで、下方に移動してもよい。針４０が完全に挿入された状態で、停止機構のオフセット距離は、望まれる場合、針４０の先端４６が、流路４８の背面壁５１に係合しないことを保証するのに役立つように設定されてもよい。そのため、一部の例証的な実施形態では、停止機構４４は、カートリッジ内への針４０の過剰挿入または過小挿入を防止するのに役立ってもよい。
【００２９】
挿入されると、針４０の先端４６の中空開口を使用して、機器（図１を参照されたい）とカートリッジ４１の流路４８との間で流体および／または圧力が搬送されてもよい。ある場合には、機器は、カートリッジ４１の流路４８内に所望の流れを生成する流体および／または圧力を提供してもよい。
【００３０】
たとえば、また、ある場合には、機器は、機器上に流体のリザーバを有してもよい。流体は、所望に応じて、たとえば、試薬流体、溶解流体、シース流体、プッシャ流体、または、任意の他の適切な流体であってよい。機器からの流体は、針４０を通してカートリッジ４１の流路４８に提供され、流路４８内に流体の流れを生成してもよい。ある場合には、流体が機器を出る流量を知ることによって、流路４８内での流量が決定される、かつ／または、制御されてもよい。
【００３１】
カートリッジ４１は、取り外し可能である、または、さらに使い捨て可能であってよいことが考えられる。取り外し可能カートリッジ４１は、一部の実施形態では、カートリッジ４１を受け取るようになっている機器内に挿入されてもよい。機器は、たとえば、ベース、カバー、および針４１を含んでもよい。挿入されると、機器のカバーが閉じられてもよい。ある場合には、機器の針４０は、隔壁に既に十分に整列していてもよく、一方、他の場合には、針４０は、整列される必要がある場合がある。整列すると、針４０は、カートリッジ４１に向かって作動され、隔壁４２に貫入し、針４０の先端４６が、カートリッジ４１の流路４８に流体連通する位置に移動してもよい。ある場合には、針４０の作動または移動は、挿入位置と引き抜き位置との間で針４０を作動させる、モータまたは同様なものなどによって自動化されてもよい。コントローラを使用して、モータが制御されてもよい。あるいは、手動で針４０をカートリッジ４１に挿入し、カートリッジ４１から針４０を引き抜くなどによって、針４０は、手動で所定位置に移動してもよいことが考えられる。
【００３２】
針４０がカートリッジ４１内に挿入され、先端４６の開口がカートリッジ４１の流路４８内に配置されると、流体が、機器からカートリッジ４１の流路４８へ制御された流量で送出されてもよい。流体は、所望に応じて、気体または液体流体であってよい。自動化プロセスでは、流量は、所望である場合、コントローラによって制御されてもよい。
【００３３】
針４０および機器が、所望の流体をカートリッジ４１に送出した後、針４０は、引き抜かれてもよく、それにより、カートリッジ４１は、機器から取り外され、ある場合には、適切に廃棄されることができる。やはり、針４０の引き抜きは、所望に応じて、自動化されてもよく、または、手動で実施されてもよい。ある場合には、針４０がカートリッジ４１から引き抜かれるにつれて、残留流体が、隔壁４２によって針４０から拭い去られる。
【００３４】
ある場合には、カートリッジ４１内のサンプルの流量との相関関係を有する、機器によって提供される流体流量が、決定されることができる。これは、カートリッジ４１の流路４８内のサンプル流体の流量を正確に決定し、かつ／または、制御する比較的容易な方法を提供する可能性がある。
【００３５】
測定に先立って、針４０がカートリッジ４１内に挿入される前に、機器が、針４０の本体および先端４６を流体でフラッシングしてもよいことが考えられる。これは、カートリッジごとに考えられる汚染源を取り除くのに役立つ可能性がある。測定の終了時に、針４０の本体および先端４６の外側は、引き抜き中に、隔壁４２によって拭い去られ、考えられる汚染源を取り除くのにも役立つ。同様に、針４０の先端４６の小規模エリアまたは小表面積は、汚染源となる可能性があるサンプル流体の量を減少させるのに役立つ場合がある。
【００３６】
ある場合には、カートリッジの測定と測定との間に針４０の先端４６を殺菌するために、熱殺菌プロセスが導入されてもよい。たとえば、殺菌プロセスは、熱移動ピンのサイクルと同様の急速な加熱および冷却サイクルであってよい。このプロセスは、ある場合には、所望に応じて、針４０のそれぞれの使用後に設けられてもよい。さらに、一方向弁が、機器および／またはカートリッジ４１内に設けられてもよく、一方向弁は、機器および／またはカートリッジ４１内への流体の逆流を防止するのに役立つ可能性がある。これは、電力喪失期間中に特に有用である場合がある。
【００３７】
図３は、センサ５０が針４０と一列に並んで設置された図２の例証的な実施形態の略部分側断面図である。示すように、センサ５０は、機器の供給流路４９内の流体の特性を検知する。流体が、依然として機器内にある間に、または、換言すれば、流体が針４０を通して機器を出る前に、センサ５０は、たとえば、流体の流量、圧力、または他の特性を測定してもよい。１つの例証的な実施形態では、センサ５０は、たとえば、その全てが参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第４，４７８，０７６号、米国特許第４，４７８，０７７号、米国特許第４，５０１，１４４号、米国特許第４，６５１，５６４号、米国特許第４，６８３，１５９号、および米国特許第５，０５０，４２９号に開示されるような熱式風速計タイプの流量センサであってよい。しかし、センサ５０は、所望に応じて、任意の適切なタイプの流量センサであってよいことが考えられる。
【００３８】
センサ５０を機器内の流路４９に隣接して配置することによって、センサ５０は、針４０を通過する流体の流量を直接測定することができる場合がある。針４０を通過する流量を知ることによって、カートリッジの流路４８内の流量が決定されてもよい。別法として、または、付加的に、たとえば、流路４９を通過する流体が、予想される流体か、または、予想される流体タイプであることを特定する、または、確認するのに役立てるために、センサ５０を使用して、流体の熱伝導率、比熱、流体密度、電気抵抗率、および／または、他の特性が検出されてもよい。これは、予想される流体が、特定の分析またはプロシジャ中に、流路４８内で実際に使用されていることを確認するのに役立つ場合がある。
【００３９】
センサ５０は、機器のコントローラ（図示せず）に結合されてもよい。コントローラ５０は、所望に応じて、センサ５０を起動させる信号を送出してもよく、また、センサ５０を停止させる信号を送出してもよい。次に、センサ５０は、所望に応じて、流路４９を通過する流体の流量または他の特性に関するデータを、コントローラに提供してもよい。別法として、または、付加的に、センサ５０は、カートリッジ４１上に配置されてもよく、また、たとえば、カートリッジ４１の流路４８内の流量を直接測定するのに使用されてもよい。しかし、これは、カートリッジ４１のコストを増加させる可能性がある。
【００４０】
図４は、機器／カートリッジインタフェース内に２つの（または３つ以上の）の針４０および５２を含む別の例証的な分析装置の略図である。１つの例証的な実施形態では、カートリッジ４１は、第１流路４８ａおよび第２流路４８ｂを含む。第１流路４８ａおよび第２流路４８ｂは、図４において点状クロスハッチで示す、壁５３によって分離される。第１針４０は、たとえば、カートリッジ４１の第１流路４８ａから流体を抽出してもよく、また、第２針５２は、カートリッジ４１の第２流路４８に流体を戻してもよい。機器は、第１針４０と第２針５２を流体接続する流路５５を有してもよい。流量センサ５０は、機器の流路５５と一列に並んで設けられてもよく、また、カートリッジの第１流路４８ａおよび第２流路４８ｂ内の流量の尺度を提供してもよい。流量センサ５０をカートリッジ４１上に設けるのではなく、流量センサ５０を機器に移動することによって、カートリッジ４１のコストが、低減される可能性がある。別法として、または、付加的に、たとえば、カートリッジの第１流路４８ａおよび／または第２流路４８ｂを通過する流体が、予想される流体であることを特定する、または、確認するのに役立てるために、流量センサ５０を使用して、流体の熱伝導率、比熱、流体密度、電気抵抗率、および／または、他の特性が検出されてもよい。これは、予想される流体が、特定の分析またはプロシジャ中に、第１流路４８ａおよび／または第２流路４８ｂ内で実際に使用されていることを確認するのに役立つ場合がある。
【００４１】
使用中、第１針４０および第２針５２は、それぞれの隔壁を通してカートリッジ４１内に同時にまたは順次に挿入されてもよい。こうした挿入は、図２に関して上述した挿入と同様であってよい。針４０と５２の両方がカートリッジ４１内に挿入されると、第１針４０は、カートリッジ４１内の流路４８ａから流体を抽出し、流体が、「カード外（ｏｆｆ  ｃａｒｄ）」流路５５を通って流れるようにさせてもよい。「カード外」流路５５内にあるとき、センサ５０は、流体の流量（および／または、他の特性）を測定してもよい。流量が測定された後、流体は、第２針５２に流れてもよく、第２針５２にて、流体は、カートリッジ４１の流路４８ｂに戻る。カートリッジ４１が使用された後、針４０と５２の両方が、やはり図２を参照して上述したのと同様に、カートリッジ４１から引き抜かれてもよい。
【００４２】
別の例証的な実施形態では、図４において点状クロスハッチで示す壁５３は、存在しなくてもよい。すなわち、第１針４０と第２針５２は共に、４８と表示された共通流路にアクセスしてもよい。第２針５２は、第１針４０の上流か、または、下流に配置されてもよい。この構成では、第１針４０は、第１圧力をセンサ５０に送ってもよく、第２針５２は、第２圧力をセンサ５０に送ってもよい。センサは、たとえば、差動圧力センサであってよい。流路４８に沿う２つのロケーションにおいて検知される圧力差から、流路４８に沿う流量が決定されてもよい。所望である場合、両者間の圧力降下を増加させるために、第１針４０と第２針５２との間の流路４８内に制限部が配置されてもよい。所望である場合、先に説明した針は、取り外し可能カートリッジ上に設けられてもよく、対応する隔壁は、機器上に設けられてもよいことが考えられる。
【００４３】
図５は、別の例証的な機器／カートリッジインタフェースの略部分側断面図である。例証的な実施形態では、機器は、比較的剛性のある端６３を有するプランジャ６０を含んでもよい。プランジャは、所望に応じて、たとえば、ねじ、ピストン、または任意の他の適切なデバイスであってよい。ねじタイプのプランジャの場合、ねじは、微細ピッチのねじであってよいことが考えられる。しかし、所望に応じて、任意の適切なねじが使用される。
【００４４】
例証的な実施形態では、プランジャ６０は、機器に取り付けられる、または、機器の一部であり、アクチュエータによって上下に作動されてもよい。ある場合には、アクチュエータは、自動化プロセスによって制御されてもよい。こうした場合、機器は、プランジャ６０の位置を制御するために、マイクロステッパモータなどのモータ（図示せず）を含んでもよい。あるいは、ある状況下では、プランジャ６０の作動は、たとえば、所望に応じて、レバー、圧力ボタン、または任意の他の手動方法などによって、手動で行われてもよいことが考えられる。
【００４５】
例証的な実施形態では、取り外し可能カートリッジ６１は、貯蔵キャビティ６６の壁によって画定された、流体が貯蔵されてもよい流体貯蔵キャビティ６６を有してもよい。ある場合、流体貯蔵キャビティ６６は、比較的薄い使い捨てカートリッジに嵌合するために、高さに比べて半径が比較的大きい円柱形状貯蔵キャビティ６６であってよい。しかし、貯蔵キャビティ６６は、所望に応じて、任意の適切なサイズまたは形状であってよいことが考えられる。例証的な貯蔵キャビティ６６は、カートリッジ６１上の流路６４に流体結合する。
【００４６】
貯蔵キャビティ６６の壁の１つまたは複数の少なくとも一部分、ほとんどの場合、カートリッジ６１の外壁は、膜６２を含んでもよい。ある場合には、膜６２は、エラストマ膜などの弾性および／または柔軟性膜であってよい。ある場合には、膜６２は、カートリッジ６１の一部分を初めに除去して、貯蔵キャビティ６６を形成する開口を画定することによって設けられてもよい。次に、膜６２は、開口内に、かつ／または、開口を覆って、ある場合には、カートリッジ６１の上部表面の一部分にわたって配設されて、流体が漏れないシールが形成されてもよい。
【００４７】
開口のサイズは、プランジャ６０の端６３より大きくてもよく、そのため、プランジャ６０が、膜６２を変形させ、変位させて、貯蔵キャビティ６６内に入ることが可能になる。ある場合には、開口を覆って配設される膜６２の部分は、カートリッジ６１の上部表面６７から窪んでいてもよい。こうした窪んだ膜６２は、カートリッジ６１の流路６４内に流れを誘導することを誤ってもたらす可能性がある膜６２の誤った圧迫または変位を防止するのに役立つ場合がある。
【００４８】
例証的な実施形態は、プランジャ６０を膜６２に当たるように移動し、膜６２を貯蔵キャビティ６６の方に変形させ、かつ、変位させ、次に、貯蔵キャビティ６６内に貯蔵された流体を下方に流路６４まで変位させることによって、カートリッジ６１の流路６４内の流体の流れを誘導してもよい。
【００４９】
使用中、カートリッジ６１は、最初に機器内に配置されてもよい。ある場合には、機器は、プランジャ６０を、カートリッジ６１の貯蔵キャビティ６６と整列させてもよい。次に、機器は、まだ膜６２を変位しないが、膜６２と接触するようにプランジャ６０を移動させてもよい。機器は、その後、プランジャ６０を膜６２内に押し込み、膜６２を貯蔵キャビティ６６内に変位させ、カートリッジの流路６４内に流れを誘導してもよい。機器は、その後、プランジャ６０を引き抜いてもよい。ある場合には、プランジャ６０は、脈動方式または定常方式で作動されてもよい。より一般的には、機器は、カートリッジ６１の流路６４内に所望の流量を誘導するレートプロファイルでプランジャ６０を移動してもよいことが考えられる。例証的な実施形態では、膜６２は、機器とカートリッジ６１内の流体との間の物理的障壁の役目を果たすのに役立ってもよい。この障壁があることは、カートリッジ６１および／または機器の汚染のリスクを減少させる可能性がある。
【００５０】
図６は、なお別の例証的な機器／カートリッジインタフェースの略部分側断面図である。この例証的な実施形態は、プランジャ７０が、弾性および／または柔軟性膜７８を含むことを除いて、図５と同様であり、弾性および／または柔軟性膜７８は、流体圧力によって拡張して（たとえば、膨張して）、貯蔵キャビティ６６内に膜６２を変位させることができ、次に、カートリッジ６１の流路６４内に流れを誘導する。より具体的には、プランジャ７０は、機器に取り付けられた第１端およびカートリッジ６１の膜６２に隣接して配置された第２端を有してもよい。１つまたは複数の流路７９ａおよび７９ｂが、プランジャ７０の軸方向に設けられてもよい。１つまたは複数の流路７９ａおよび７９ｂは、機器内の圧力源と弾性および／または柔軟性膜７８の背後のキャビティとの間に圧力伝達経路を形成してもよい。軸７０は、コントローラに結合されてもよく、コントローラは、軸７０の（上／下への）移動および／または、１つまたは複数の流路７９ａおよび７９ｂを通した軸７０から軸先端に近いキャビティまでの流体（気体または液体）の流れを制御する。
【００５１】
使用中、カートリッジ６１は、最初に機器内に配置されてもよい。ある場合には、機器は、軸７０を、カートリッジ６１の貯蔵キャビティ６６と整列させてもよい。次に、所望である場合、機器は、まだ膜６２を変位しないが、膜６２と接触するように軸７０を移動させてもよい。機器は、その後、軸７０の弾性および／または柔軟性膜７８の背後のキャビティを膨張させてもよく、それにより、膜６２を貯蔵キャビティ６６内に変位させ、カートリッジ６１の流路６４内に流れを誘導してもよい。機器は、その後、弾性および／または柔軟性膜７８の背後のキャビティを膨張させ、軸７０を引き抜いてもよい。ある場合には、弾性および／または柔軟性膜７８の背後のキャビティの膨張は、脈動方式または定常方式で行われてもよい。より一般的には、機器は、カートリッジ６１の流路６４内に所望の流量を誘導するレートプロファイルで弾性および／または柔軟性膜７８の背後のキャビティの膨張を制御してもよいことが考えられる。例証的なプロセスは、用途に応じて、自動化されてもよく、または、手動制御下にあってもよい。
【００５２】
図７は、別の例証的な機器／カートリッジインタフェースの略部分側断面図である。例証的な実施形態は、カートリッジ８１の流路８４に所望の流量を提供するノズル８０を有する機器を含む。ノズル８０は、圧力源（図示せず）に流体結合されて、（正または負の）加圧流体（気体または液体）をノズル８０に提供してもよい。圧力源は、所望に応じて、油圧ポンプ、圧縮ガス源、または任意の他の適切な圧力源であってよい。
【００５３】
ノズル８０は、機器に取り付けられた第１端およびカートリッジ８１に係合するようになっている第２端を有してもよい。カートリッジ８１は、一端に流路開口を有する流路８４を有してもよい。ある場合には、ある体積の、サンプル流体（たとえば、血液）などの流体を貯蔵するための、流路８４に流体結合した貯蔵キャビティ８６が存在してもよい。ある場合には、流路開口は、一方向弁８２を有してもよい。一方向弁８２は、流体または気体が、ある方向に通過することを可能にするが、気体または流体が、他の方向に通過することを禁止するか、または、実質的に禁止する特性を有してもよい。ある場合には、弁８２は、カートリッジ８１からの流体および／または気体の逆流を防止するように構成されてもよく、ある場合には、機器または周囲の空間の汚染のリスクを減少させるのに役立つ可能性がある。
【００５４】
ある場合には、例証的なノズル８０は、カートリッジ８１に隣接する第２端にガスケットまたはシールを含んでもよい。付加的に、または、別法として、カートリッジ８１は、カートリッジ８１の流路開口の周りにガスケットまたはシールを含んでもよい。ガスケットまたはシールは、ノズル８０とカートリッジ８１との間に漏れが無いインタフェースを提供するのに役立つ可能性がある。ある場合には、シールは、空気または流体が漏出しないように気密性があってよい。シールはまた、流体がインタフェースから漏出することを防止することによって、汚染を減少させるのに役立つ可能性がある。
【００５５】
サンプル流体内に流れを誘導するために、カートリッジ８１は、機器内に挿入され、搭載されてもよい（たとえば、図１を参照されたい）。ある場合には、カートリッジ８１内の開口は、その後、ノズル８０内の開口と整列してもよい。他の場合には、機器内へのカートリッジ８１の搭載は、カートリッジ８１内の開口が、ノズル８０内の開口と十分に整列していることを自動的に保証する。ノズル８０は、その後、カートリッジ８１に係合させられて、両者間に漏れが無いインタフェースが設けられてもよい。ノズル８０は、自動方式または手動方式で下方に移動してカートリッジ８１に達してもよい。たとえば、モータまたは同様なものを使用して、カートリッジ８１に係合するようにノズル８０が移動されてもよい。あるいは、ユーザは、機器のカバーを閉じることなどによって、カートリッジ８１に係合するようにノズル８０を手動で移動してもよい（たとえば、図１を参照されたい）。
【００５６】
配置され、シールされると、機器によって、カートリッジの開口内に、また、流路８４内に圧力が加えられてもよい。圧力は、たとえば、ノズル８０を通して、流路８４内に流体または気体を圧送することによって、加えられてもよい。流路８４内に圧送された流体または気体は、流体を流路８４内に変位させ、流路８４内に流れを誘導してもよい。ある場合には、流路８４内に圧送された流体または気体は、貯蔵キャビティ８６内に収容されたサンプル流体（たとえば、血液）を変位させてもよい。
【００５７】
一部の実施形態では、可動ストッパまたは同様なものが、流路８４内に設けられてもよい。ノズル８０を通して流路８４内に圧送された流体または気体は、ストッパの上流側にあってもよく、また、流路８４内に既に存在する流体または気体（たとえば、サンプル流体）は、ストッパの下流側にあってもよい。ノズル８０を通して流路８４内に圧送される流体または気体は、ストッパを流路に沿って移動させ、それにより、流路８４内に既に存在する流体または気体の流れを誘導させる。ストッパは、ノズル８０を通して流路８４内に圧送される流体または気体を、流路８４内に既に存在する流体または気体から分離してもよい。これは、所望される場合、ノズル８０を通して流路８４内に圧送される流体または気体が、流路８４内に既に存在する流体または気体と混合することを防止するのに役立つ可能性がある。
【００５８】
図８は、カートリッジ上での流量を決定する例証的な実施形態の略部分側断面図である。例証的な実施形態は、図７に関して上述したもの同様の、ノズル９０およびカートリッジ９１を含む。この実施形態では、カートリッジ９１は、ノズル９０の開口９６と流体連通するようになっている少なくとも１つの開口を有する流路９２を有してもよい。ある場合には、ノズル９０によって提供される所与の入力圧について、既知の流量の流体が、流路９２を通過することを可能にする制限部９４が、流路９２内に設けられてもよい。制限部９４は、流路９２自体であってよく、または、断面の小さな流路９２のセクションなどの別個の特徴部であってよい。
【００５９】
流路９２を通る流体の流量を決定するために、制限部９４の両側の圧力が検知されてもよい。制限部９４のノズル９０側の圧力は、たとえば、機器自体の中の圧力センサまたは同様なものによって検知されてもよい。制限部９４の下流側の圧力は、カートリッジ上の圧力センサを使用して測定されてもよい。あるいは、圧力タップ９８が、制限部の下流に設けられてもよい。圧力タップ９８は、機器とのインタフェースを含んでもよく、また、機器は、圧力タップ９８によって圧力を決定するための圧力センサを含んでもよい。インタフェースは、本明細書で説明したものを含む、任意のタイプの機器／カートリッジインタフェースを含んでもよい。ある状況下では、所望に応じて、複数の圧力タップが使用されてもよいことが考えられる。
【００６０】
図９は、カートリッジ上での流量を決定する別の例証的な実施形態の略部分側断面図である。この例証的な実施形態は、２つの圧力タップ１０４および１０６（制限部１０２のそれぞれの側に１つ）がカートリッジ１０１上に設けられることを除いて、図８を参照して示し、述べたものと同様である。圧力タップ１０４および１０６は、図８のインタフェースと同様の機器とのインタフェースを有してもよい。２つの圧力を知ることによって、流体の流量が決定されてもよい。
【００６１】
図１０は、圧壊可能な流路１１４を有するカートリッジ１１１および流路１１４を制御可能に圧壊するローラ１１０を有する機器を含む例証的な流体分析装置の略部分側断面図である。例証的な実施形態では、カートリッジ１１１は、流路１１４の壁によって画定された流路１１４を含む。流路１１４の少なくとも１つは、圧壊可能膜１１２を少なくとも部分的に含んでもよい。ある場合には、圧壊可能膜１１２は、流路１１４の外壁の少なくとも一部分を画定してもよい。さらに、ある場合には、流路１１４の他の壁は、剛性があってもよい。例証的な膜１１２は、所望に応じて、エラストマ材料または任意の他の柔軟性材料であってよい。あるいは、例証的な膜１１２は、流路１１４の周りで流体が漏れないシールを依然として維持しながら、圧壊されることができるかなり剛性がある材料であってよい。
【００６２】
機器は、機器内に搭載された後に、カートリッジ１１１の圧壊可能膜１１２に圧力を加えるためのローラ１１０を含んでもよい。ある場合、ローラ１１０は、圧壊可能膜１１２に力を加え、流路１１４を圧壊させ、膜１１２に沿って回転し続け、流路１１４をさらに圧壊させてもよい。別の実施形態では、ローラ１１０は、機器からカートリッジ１１１の方へ延びる複数の軸を含んでもよい。軸は、経時的に圧壊可能膜１１２に係合し、順次に力を加え、一端の第１軸が延び、膜１１２を圧壊し、その後、次の隣接軸が、膜１１２を圧壊するなどであり、ついには、軸が全て延び、したがって、流路１１４が完全に圧壊する。より一般的には、ローラ１１０は、所望に応じて、圧壊可能膜１１２に力を加えるための任意の適切なデバイス１１０であってよいことが考えられる。ローラ１１０によって加えられる力は、所望に応じて、定常力（ｓｔｅａｄｙ  ｆｏｒｃｅ）、回転力、脈動力、または任意の他の適切な方法であってよいことも考えられる。さらに、ローラ１１０は、ローラ１１０の自動化制御のためのコントローラに結合されてもよい、または、別法として、ローラ１１０は、手動で制御されてもよいことが考えられる。自動化された状況では、ローラ１１０は、機器のコントローラによって制御されるモータまたは同様なものに結合されてもよい。
【００６３】
使用中、カートリッジ１１１は、ローラ１１０が圧壊可能膜１１２に整列するように、最初に機器内に挿入され、搭載されてもよい。次に、ローラ１１０は、膜１１２に隣接して配置されてもよい。いつでも流路１１４内に流れを生成することができる状態になると、ローラ１１０が起動されて、圧壊可能膜１１２の一部を圧壊するのに十分な力が加えられてもよい。ローラ１１０は、流路１１４の長さに沿って力を加え続けて、流路１４内に持続した流れが誘導されてもよい。サンプル流体の流量は、ローラ１１０の力と速度と共に流路１１４の断面積によって決定されてもよい。
【００６４】
圧壊可能膜１１２があまりに柔軟である場合、圧壊可能膜１１２の１つの部分に加えられる力によって、流路１１４内の流体が、膜１１２の別の部分に力を生成し、圧壊可能膜１１２が、ある程度、膨れ上がる（ｂｕｌｇｅ  ｏｕｔ）、または、拡張させられる。これは、ローラ１１０の位置および流路１１４内に誘導される実際の流れに非線形性を生じさせる場合がある。この非線形性は、機器を較正することによって補償されてもよい。
【００６５】
あるいは、また、ある場合には、圧壊可能膜１１２は、圧壊可能膜の別の部分が圧壊すると、膨れない、または、外向きに変形しないようになっていてもよい。たとえば、圧壊可能膜１１２は、こうした膨れに抗する比較的剛性がある材料から作られてもよい。別法として、または、付加的に、こうした変形を防止するのに役立つように、別の物体が圧壊可能膜１１２の上に追加されてもよい。ローラ１１０が複数の軸を有する場合、軸は全て、最初の軸に力を加える前に、圧壊可能膜のところまで、または、その近くに下げられるため、膜１１２の好ましくない外向きの変形が防止される、または、実質的に防止される。
【００６６】
図１１は、圧壊可能な流路を有するカートリッジおよび流路を制御可能に圧壊するローラを有する機器を有する別の例証的な流体分析装置の略部分側断面図である。この例証的な実施形態では、機器は、図１０を参照して示し、述べられたものと同様の、カートリッジ１２１に力を加えるようになっているローラ１２０を含んでもよい。カートリッジ１２１は、上部壁および底部壁を含む流路１２４の壁によって画定された流路１２４を含んでもよい。一実施形態では、流路１２４は、図示するように、流路１２４の上部壁と底部壁が旋回点を形成するようにヒンジで取り付けられた第１端を有することによって圧壊可能であってよい。力が、流路１２４の上部表面に加えられると、ヒンジによって、上部表面が、底部表面の方に圧壊することが可能になり、流体を流路１２４の下流に押し出す。ある場合には、流路１２４の上部表面は、弾性膜１２２などの柔軟性膜１２２によって囲まれた剛性構造を有するため、力にさらされると、膜１２２は、上部表面が底部表面に接触することを可能にする。より一般的には、所望に応じて、流路１２４を圧壊させる任意の適切な方法が使用されてもよいことが考えられる。
【００６７】
図１２は、カートリッジの流路内に流れを誘導させる複数のギアを含むカートリッジの略平面図である。例証的な実施形態は、チャンバ１３８を持つ流路１３６を有するカートリッジ１３１を含む。チャンバ１３８は、複数のギア１３２および１３４を含む。ギア１３２および１３４は、流路１３６内に流れを誘導するように、流体を圧送することが可能なポンプを形成してもよい。ある場合には、各ギア１３２、１３４は、ギアの周縁の周りに複数のパドルに似た構造を有してもよい。パドルに似た構造は、チャンバ１３８を通して流体を押し出すのに役立ってもよい。図示するように、２つのギア１３２および１３４は、互いに反対方向に回転し、チャンバ１３８の外側の周りのサンプル流体を押し出すか、または、ギア１３２と１３４との間のサンプル流体を押し出してもよい。より一般的には、所望の流れを生成するために、所望に応じて、１つ、２つ、３つ、または、任意の数のギア１３２および１３４が使用されてもよいことが考えられる。
【００６８】
ある場合には、ギア１３２および１３４は、モータと軸によって駆動されてもよい。他の場合では、ギア１３２および１３４は、電界または磁界によって駆動されてもよい。より一般的には、ギア１３２および１３４は、任意の適切な方法によって駆動されてもよいことが考えられる。
【００６９】
例証的な実施形態では、機器は、ギア１３２および１３４用の駆動機構の少なくとも一部を含んでもよい。たとえば、機器は、モータと軸を含んでもよく、軸は、ギア１３２および１３４の１つまたは複数にインタフェースする。あるいは、ギア１３２および１３４は、鉄性材料を含んでもよく、またさらに、磁化されてもよく、機器は、ギア１３２および１３４を駆動する回転磁界を提供してもよい。機器の駆動機構は、コントローラによって制御されてもよい。コントローラは、所望に応じて、たとえば、ギア１３２および１３４の始動および停止、ギア１３２および１３４の回転速度、ギア１３２および１３４の回転方向、および／または、任意の他のパラメータなどのギア１３２および１３４の動作を制御してもよい。
【００７０】
図１３は、カートリッジの流路内の流体の流量および／または現在位置を決定する検出器を有する機器を含む例証的な流体分析装置の略図である。例証的な実施形態は、流路１４０を有するカートリッジ１４１を含む。検出器１４２は、機器内に設けられてもよい。一実施形態では、検出器１４２は、カートリッジ１４１の流路１４０に隣接して機器内に搭載されてもよい。検出器１４２は、光学的に、電気的に、磁気的に、または、任意の他の適切な方法によって、流体の存在またはいくつかの特性を検出してもよい。光学検出器用などの、ある場合には、カートリッジ１４１は、流路１４０内の流体を観察するために、検出器１４２用の窓を設けてもよい。検出器１４２は、検出器１４２を起動させ、停止させるための、かつ／または、検出器１４２からデータを受信するためのコントローラに結合されてもよいことが考えられる。
【００７１】
ある場合には、また、カートリッジ１４１内のサンプル流体１４４の流量を測定するために、カートリッジ１４１を通してサンプル流体１４４を押し出す、プッシャ流体１４６などの別の流体が存在してもよい。プッシャ流体１４６は、所望に応じて、先に説明した任意の方法または任意の他の適切な方法によって、カートリッジ１４１に提供されてもよい。さらに、プッシャ流体１４６は、たとえば、光学的に、電気的に、または磁気的に検出されることができる粒子などの、検出器１４２によって測定される何らかの検出可能な特性を含んでもよい。そのため、サンプル流体１４４の流量を決定するために、プッシャ流体１４６の流量が検出され、決定されてもよい。
【００７２】
同様な手法を使用して、流路に沿うある地点に流体が達するときが決定されてもよい。すなわち、検出器１４２は、流路に沿うロケーションに隣接して配置されてもよく、検出器１４２は、所望に応じて、光学的に、電気的に、または、磁気的に、そのロケーションにおける流体の存在を検出してもよい。これは、所望に応じて、たとえば、血液などのサンプル流体が、サンプル流体入力チャネルを十分に満たしたときを検出するため、シースまたは溶解流体が、カートリッジ１４１上の流体回路内のある地点に達したときを検出するため、または、任意の他の適切な目的のために使用されてもよい。
【００７３】
図１４Ａ〜１４Ｂは、カートリッジの流路内の流体の流量および／または現在位置を決定する２つの（または、３つ以上の）検出器を有する機器を含む例証的な流体分析装置の略図である。例証的な実施形態は、機器に取り付けられた２つの検出器１５２および１５４を含む。流路１５０を含むカートリッジ１５１も設けられる。図１３と同様に、検出器１５２および１５４は、所望に応じて、光学的に、電気的に、磁気的に、または、任意の他の適切な方法によって、流路１５０内の流体の存在および／または流量を検出してもよい。ある場合には、カートリッジ１５１は、流路１５０内の流体を観察するために、流路１５０用の２つ以上の窓を有してもよい。２つ以上のセンサが、互いから離れた既知の距離のところに設けられてもよい。各センサは、所望に応じて、検出器１５２および１５４へ、また、検出器１５２および１５４から、受信する、かつ／または、送信するコントローラに結合されてもよい。
【００７４】
流路１５０を通る流体流量は、たとえば、流路１５６の下流に流れを提供することによって決定されてもよい。ある場合には、流れは、たとえば、空気などの気体１５６で流体１５８を押し出すことによって提供されてもよい。例証的な実施形態では、気体１５６または空気は、サンプル流体１５８の端（ｅｎｄ）を検出するのが容易になるように流体を押し出すために使用されてもよいが、これは必要とされない。２つ以上の検出器１５２および１５４を使用して、たとえば、サンプル流体１５８の全てまたはほぼ全てが各検出器を通過するときを検出することによって、流体１５８の流量が決定されてもよい。コントローラは、流体１５８が各検出器１５２および１５４を通過する時間経過を決定し、検出器１５２と１５４との間の距離を知って、流体１５８の流量を決定してもよい。第１検出器１５２がサンプル流体１５８の端を検出するときの例証的な時点は、図１４Ａに示される。第２検出器１５４がサンプル流体１５８の端を検出するときの例証的な時点は、図１４Ｂに示される。別法として、または、付加的に、第１および第２検出器１５２および１５４を使用して、サンプル流体１５８が、流量を決定するために最初に到達するときが検出されてもよい。なお別の実施形態では、第１および第２検出器１５２および１５４を使用して、温度、熱伝導率、または同様なものなどの、流体の何らかの他の特性が検出されてもよい。熱パルスが、流体内で生成されてもよく、その後、検出器によって検出されることができる。流体の抵抗率および／または他の特性もまた、検出器１５２および１５４によって検出されてもよい。同様に、流体は、流体の流量を決定するのに役立つように、光学的に、電気的に、または、磁気的に検出されることができる、ビードまたは同様なものなどの粒子を含んでもよい。用途に応じて、３つ以上のセンサまたは１つだけのセンサが使用されることができることが考えられる。
【００７５】
こうして本発明の好ましい実施形態を述べたが、添付特許請求項の範囲内で、なお他の実施形態が行われ、使用されてもよいことを当業者は容易に理解するであろう。本明細書によって包含される本発明のいくつかの利点は、先の説明において述べられた。しかし、本開示は、多くの点で例証的であるだけであることが理解されるであろう。本発明の範囲を超えることなく、細部、特に、形状、サイズ、および配置構成において変更が行われてもよい。本発明の範囲は、もちろん、添付特許請求の範囲に表現される言語で規定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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